CDMA基础知识
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CDMA基础介绍CDMA(Code division Multi Access)即码分多址。
先解释一下多址的含义:可以认为是在有限资源范围内,互不干扰的实现多(组)通信的方式。
无线领域常用的多址方式有FDMA、TDMA、CDMA以及SDMA。
频分多址和时分多址我们容易理解,码分多址就牵强一些。
先举个例子:有十个人要在一个大厅里交谈(每两个人一组,假设1和6、2和7等):FDMA:将大厅隔成5个小房间,每两个人占用一个房间(频率)交谈,可以做到互不干扰;TDMA:都坐在大厅里,大家轮流发言,1发言时,6在听(时隙1),其它人不听,2发言时,7在听(时隙2),其它人不听,依此类推。
当然轮流的时间很短,奈奎斯特定律可以保证在切换速度足够快的时候,对方能恢复出完整的信息;CDMA:都坐在大厅里,1和6用汉语交谈(码1),2和7用英语交谈(码2),3和8用法语交谈(码3),。
这里有一个假设,即每人只能听懂一种语言即自己使用的语言。
这时,只有1和6能听懂汉语,其它的语言对他们来说,只是噪音,2和7只能听懂英语,其它语言对他们来说也是噪音,依此类推。
希望这个例子能给大家建立一个最粗糙的概念。
FDMA是频分多址,即按照一定的方式将频率划分为不同的信道,用户在不同的信道上进行通信,第一代移动通信系统(如AMPS、TACS等)就采用这种方式。
TDMA是时分多址,即对一个载频划分时隙,用时隙来区分不同的信道,用户占用不同时隙即不同信道进行通信的方式,第二代移动通信系统中的GSM就是这种方式最成功的一个例子,美国的D-AMPS也是采用这种方式。
CDMA是码分多址,即用不同的码(后面讲)来调制信号,使其划分为不同的信道,各个用户占用不同的信道,需要特别提示的是此处的载频在时间上不必划分时隙,在频率上也不用划分。
IS95和即将到来的第三代移动通信系统主要采用这种方式。
关于CDMA的原理:当你真正的理解CDMA原理之后,你会发现CDMA有很多优越性,而且是一种极有发展潜力的多址方式。
CDMA移动通信基础CDMA移动通信基础CDMA( Division Multiple Access)是一种移动通信技术,是利用信道编码技术实现多用户使用同一频段的一种通信方式。
CDMA移动通信基础是了解CDMA技术的基本原理和核心技术的基础知识。
1. CDMA技术的原理CDMA技术的基本原理是将不同的用户数据按照一定的编码方式进行编码,然后通过扩频技术将编码后的数据发送到整个频段。
接收端通过解码和去除其他用户干扰的方式,将特定用户的数据还原出来。
CDMA技术主要包括信道编码、信道容量和干扰抑制三个方面。
1.1 信道编码CDMA技术通过采用码片作为信号的传输方式,将用户数据进行编码与解码过程。
码片是一种特殊的伪随机序列,能够使信息在传输过程中增加冗余度,提高信号的鲁棒性和抗干扰能力。
1.2 信道容量CDMA技术具有高信道容量的特点。
由于CDMA技术采用扩频技术,可以在同一频段内传输多个用户的数据,从而提高了频段的利用率。
CDMA技术的信道容量远高于传统的时分多路复用和频分多路复用技术。
1.3 干扰抑制CDMA技术可以通过编码和解码的过程对其他用户的信号进行抑制。
由于CDMA技术是将所有用户的信号混合传输,所以没有固定的时间、频率和位序来分离不同用户的信号。
其他用户的信号会被视为干扰信号,需要通过解码过程进行抑制。
2. CDMA系统的结构CDMA系统由基站、移动台和交换网三部分组成。
基站负责与移动台进行无线通信,传输和接收数据,以及与交换网连接进行调度管理。
移动台是用户使用的移动终端设备,在与基站建立通信连接后可以进行语音通话或数据传输。
交换网则负责处理和转发数据,实现移动通信的集中管理。
3. CDMA系统的优点和应用CDMA技术具有以下优点:抗干扰能力强,能有效抵抗同频干扰和多径干扰。
高带宽利用率,实现多用户使用同一频段。
通信质量稳定,支持高速数据传输和语音通话。
系统容量大,能够容纳大量用户通信。
CDMA&GSM&PHS下面以一个鸡尾酒会的比喻,先聊一聊CDMA和GSM、小灵通的差异,希望对大家理解CDMA的本质有一定帮助:许多人可能都对CDMA, GSM等无线技术有认识。
这些制式的区别可以由一个鸡尾酒会的比喻体现出来。
鸡尾酒会的与会者在许多方面类似无线通讯系统终端用户:随机性强,对话时间长短不均,对象不定。
一大群人在一个大礼堂开鸡尾酒会,与会者一对一对地交流。
假设这个交流的模式以“GSM”,或是“CDMA”,或是”PHS”的形式进行。
那么在“GSM”的交流形式里,如果大家轮流说,在一定时间内能说话的人很少,则沟通效率上并非最优。
但如果多分成几个小组,把每个小组聚集在礼堂内的某一区域(缩短声音传播距离),每个小组内大家按次序,一个人一个人轮流说,这样就可以让礼堂内有更多的人同时发言,提高沟通效率. 但是在与会人员不断增加的状况下,最终瓶颈就是分裂出的小组会越多,说话的太多,礼堂里面噪音太大,再分裂小组时已经听不清楚了。
新进入会场的人则无法开始新的对话。
在“CDMA”的交流形式里,每位参会者都用不同的语言,在同一个时间进行交流。
在与会人员不断增加的状况下,就算语言的种类再多,这种交流量的最终瓶颈还是说话的太多,礼堂里面噪音太大,已经听不清楚了,或者某一个人的声音特别大,无论其它人用何种语言,也听不见。
新进入会场的人则无法开始新的对话。
“PHS”的交流形式是大家在实际的鸡尾酒会里最熟悉的。
早来的与会者畅所欲谈,没有任何顺序,语言,或对话声音大小的限制。
在与会人员越来越多后,某些人的对话会被在旁的大笑声或是打招呼声音打断。
对话者停顿看一看后则继续他们原有的对话。
当与会人员太多后,每个对话的人会发现现场越来越吵,有些与会者就逐渐提高他们对话时的音量。
逐渐地,礼堂内声音实在太大,只有少部分声音大的对话者可以继续对话。
有趣的是,新进入会场的人如果嗓门大,还是可以开始新的对话,只是会上某些其它的对话会被这个新加入的声音给打断。